\section{论文研究内容与拟采用的技术方案}

本课题的目标是实时的模拟一个燃烧场景中火焰与场景中物体的交互过程，包括
火焰的绘制，燃烧物体在火焰作用下变形，以及随着燃烧过程的推进和燃烧物体
解体的影响下的火焰状态的变化。

\subsection{研究内容}
\begin{itemize}
\item 火焰燃烧状态的控制方法\\
  在实际应用中美术在创建场景的时候需要尽可能多的对火焰的形状、运动方式、
  外观等进行控制。这里需要研究的是如何在保持计算效率的同时对火焰模拟的
  限制降到最小，赋予使用者最大的控制空间。具体而言，物体着火的位置、燃
  烧的速度以及燃烧的进程等的控制方法都是需要研究的内容。
\item 火焰在模型表面扩散的计算方法\\
  物体在燃烧的过程中，由于水分、内部可燃成分的丢失，会导致整个外形发生
  扭曲、变形。如何从基于物理的角度出发，对这一过程建模是一个需要研究的
  内容。另一方面，随着燃烧过程的推进物体可能会发生解体，从而对整个模拟
  过程产生影响，这也是需要考虑的因素。如何结
  合\cite{burning_objects05}和\cite{burning_paper}中的优点，实现更复杂
  场景中燃烧的模拟是一个需要着重考虑的问题。
\item 流体和固体的耦合策略\\
  火焰导致物体形变，而物体的变形为火焰的燃烧提供燃料。如何对这个双向的
  流固耦合进行建模影响到整个燃烧过程是否和物理规律相吻合。
\item 着火模型的形变机制\\
  物体在着火以后会因为内部水分、可燃物质的丢失而导致形状发生变化。具体
  而言主要会发生两种变化：一是由于物体两侧燃烧后密度不一致导致性状发生
  扭曲；另一种是由于燃烧导致的部分物质的丢失。
\item 火焰的真实感绘制\\
  在燃烧的过程中一方面火焰会导致燃烧物体发生形变，另一方面燃烧物体的形
  变会反过来影响火焰燃烧的状态。如何修改现有的火焰建模方法使其能够适应
  现在这种特有的火焰模型会影响到最终绘制结果的真实感。
\end{itemize}

\subsection{拟采取的实施方案}

整个系统运行的流程图如下：

\begin{figure}[h]
\centering
\includegraphics[width=0.35\textwidth]{work_flow.png}
\caption{模拟燃烧过程的流程}
\label{fig:work_flow}
\end{figure}
